最適採餌選択の脳内機構:分子・回路・行動の統合的理解

• Project/Area Number: 18019015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 松島 俊也 Hokkaido University, 大学院・理学研究院, 教授 (40190459)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本間 光一 帝京大学, 薬学部, 准教授 (90251438) ; 坂上 貴之 慶應義塾大学, 文学部, 教授 (90146720)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000); Fiscal Year 2007: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2006: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
• Keywords: 脳 / 行動 / 情動 / 認知 / 衝動性 / リスク / 採餌行動 / 選択

Research Abstract

平成19年度は最適採餌戦略の脳内機構に関して、以下の知見を得た。
(1) リスク感受性選択:行動滴定法(behavioral titration)を用いて、ヒヨコのリスク感受性を解析した。二つの餌場を用意し、その一方からは常に小さな利潤率を与え、他方からは等確率(p=1/2)で高低2種の利潤率を与えた。ここで、利潤率とは、報酬量(餌の量)を処理時間(遅延と消費時間の和)で割った商である。利潤率のリスクは、量を変動させても、遅延を変動させても、等価に実現できる。結果、ヒヨコは量のリスクに対しては回避(aversion)を、遅延のリスクに対しては選好(proneness)を示した。量と遅延は等価ではない。
(2) 競争採餌と衝動性:「小さくて近い餌」と「大きくて遠い餌」の二者択一における選択を、ヒヨコで計測した。「大きい餌」よりも「近い餌」を優先する行動形質を、衝動性と呼ぶ。単独で採餌経験を積んだ個体は、「大きい餌」が遠ざかるほど、それを選ぶ頻度を優位に減らした。他方、他個体と同時にトレーニングすることによって競争的状況に置かれた場合には著しい衝動性の亢進をしめし、「近い餌」を選ぶ頻度が著しく高まった。このことは、競争採餌が衝動性を高めるとする仮説を支持する。
さらにSSRIの投与は、「近い餌」を選ぶ頻度を低下させ、その結果、ヒヨコの採餌収量は有意は増加した。この結果は、セロトニンが時間経過の知覚を統制する脳内機構に対して、修飾作用を持つことを示唆する。現在、基底核の単一ニューロン活動を導出し、衝動性関連の活動の解析を始めている。

Research Products

• [Journal Article] Neuro-economics in chicks: foraging choices based on delay, cost and risk. (2008)
  • Author(s): Matsushima, T., Kawamori, A. and Bem-Sojka T.
  • Journal Title: Brain Research Bulletin 76 Pages: 245-252
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene expression profile in cerebrum in the filial imprinting of domestic chicks(Gallus gallus domesticus). (2008)
  • Author(s): Yamaguchi, S., Fujii-Taira, I., Katagiri, S., Izawa, E.-I., Fujimoto, Y., Takeuchi, H., Takano, T., Matsushima, T. and Homma, K.J.
  • Journal Title: Brain Research Bulletin 76 Pages: 275-281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Up-regulation of microtubule-associated protein 2 accompanied by the filial imprinting of domestic chicks(Gallus gallus domesticus). (2008)
  • Author(s): Yamaguchi, S., Fujii-Taira, I., Murakami, A., Hirose, N., Aoki, N., Izawa, E.-I., Fujimoto, Y., Takano, T., Matsushima, T. and Homma, K.J.
  • Journal Title: Brain Research Bulletin 76 Pages: 282-288
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In-vivo gene transfer into newly hatched chick brain by electroporation. (2007)
  • Author(s): Yamaguchi, S., Katagiri, S., Hirose, N., Fujimoto, Y., Mori, M., Fujii-Taira, I., Takano, T., Matsushima, T. and Homma, K.
  • Journal Title: NeuroReport 18 Pages: 735-739
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localized lesions of ventral striatum, but not arcopallium, enhanced impulsiveness in choices based on anticipated spatial proximity of food rewards in domestic chicks (2006)
  • Author(s): Aoki, N.
  • Journal Title: Behavioural Brain Research 168 Pages: 1-12
• [Journal Article] Localized lesions of arcopallium intermedium of the lateral forebrain caused a handling-cost aversion in the domestic chick performing a binary choice task (2006)
  • Author(s): Aoki, N.
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 24 Pages: 2314-2326
• [Presentation] 最適採餌と衝動性の制御 (2007)
  • Author(s): 松島俊也
  • Organizer: 慶応義塾大学グローバルCOEプログラム「論理と感性の先端的教育研究拠点」第13回シンポジウム
  • Place of Presentation: 港区、東京都
  • Year and Date: 2007-12-22
• [Presentation] ニワトリ雛のリスク感受性:量と遅延 (2007)
  • Author(s): 川森愛、松島俊也
  • Organizer: 日本動物行動学会第26回大会
  • Place of Presentation: 京都市、京都府
  • Year and Date: 2007-10-19
• [Presentation] ニワトリ雛の衝動的選択:認知的文脈の影響 (2007)
  • Author(s): 網田英敏、西井絵里子、松島俊也
  • Organizer: 日本動物学会第78回大会
  • Place of Presentation: 弘前市、青森県
  • Year and Date: 2007-09-20
• [Presentation] 餌場選択においてニワトリ雛はリスクを回避する (2007)
  • Author(s): 川森愛、西井絵里子、松島俊也
  • Organizer: 日本動物学会第78回大会
  • Place of Presentation: 弘前市、青森県
  • Year and Date: 2007-09-20
• [Presentation] Economical decision making in chicks: brain mechanisms meet foraging ecology (2007)
  • Author(s): Matsushima, T.
  • Organizer: The 39th Annual Genral Meeting of European Bain and Behaviour Society
  • Place of Presentation: Trieste, Italy
  • Year and Date: 2007-09-15
• [Presentation] Risk sensitive choice in chicks (2007)
  • Author(s): Matsushima, T., Kawamori, A.
  • Organizer: The 30th Japan Neuroscience Meeting(Neuro2007)
  • Place of Presentation: 横浜市、神奈川県
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] ヒヨコの採餌選択I:衝動性とリスク感受性 (2007)
  • Author(s): 網田英敏、川森愛、松島俊也
  • Organizer: 日本動物学会第53回北海道支部大会
  • Place of Presentation: 帯広市、北海道
  • Year and Date: 2007-08-18
• [Presentation] ヒヨコの採餌選択II:最適パッチ利用とセロトニン系 (2007)
  • Author(s): 松浪庄平、松島俊也
  • Organizer: 日本動物学会第53回北海道支部大会
  • Place of Presentation: 帯広市、北海道
  • Year and Date: 2007-08-18
• [Presentation] Are chicks optimal foragers? Discounting food value by distance and risk (2007)
  • Author(s): Kawamori, A., Nishii, E., Matsushima, T.
  • Organizer: The 30th International Ethological Conference(IEC2007)
  • Place of Presentation: Nova Scotia, Canada
  • Year and Date: 2007-08-15
• [Presentation] Neuro-economics in chicks. (2007)
  • Author(s): Matsushima, T.
  • Organizer: IBRO(International Brain Research Organization) satellite meeting on "Brain mechanisms, cognition and behaviour in birds"
  • Place of Presentation: Queensland, Australia
  • Year and Date: 2007-07-19
• [Book] 「ブレイン・デコーディング」(担当節の表題:「ヒヨコの経済学:予期利潤率に基づく選択」) (2008)
  • Author(s): 松島俊也
  • Total Pages: 194
  • Publisher: オーム社、「脳を活かす」研究会 編集、(全10節のうち、1節を担当)
• [Remarks]
  • URL: http://www.sci.hokudai.ac.jp/~matusima/chinou3/Welcome.html